package BinarySortTree;

/**
 * 手动实现一个二叉排序树：即添加数据时，会自动对二叉树的数据进行排序。利用中序输出就是从小到大排序，并实现删除节点的方法
 */
public class BinarySortTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {7, 3, 10, 12, 5, 1, 9, 2};
        //创建一颗顺序二叉树
        BinarySortTree binarySortTree = new BinarySortTree();
        //遍历添加所有节点元素
        for (int i : arr) {
            binarySortTree.add(new Node(i));
        }
        //中序遍历打印
        binarySortTree.infixOrder();
        System.out.println("---------------");
        //测试：删除叶子节点
//        binarySortTree.delNode(12);
//        System.out.println("删除后节点：");
//        binarySortTree.getRoot().infixOrder();
//        System.out.println("---------------");

        //测试：删除只有一颗子树的节点
//        binarySortTree.delNode(1);
//        System.out.println("删除后节点：");
//        binarySortTree.getRoot().infixOrder();
//        System.out.println("---------------");

        //测试删除两个子树的节点
        binarySortTree.delNode(2);
        binarySortTree.delNode(5);

        binarySortTree.delNode(10);
        binarySortTree.delNode(9);
        binarySortTree.delNode(12);
        binarySortTree.delNode(3);
        binarySortTree.delNode(7);
        binarySortTree.delNode(1);

        binarySortTree.infixOrder();
    }
}

//创建一个顺序二叉树
class BinarySortTree{
    //创建一个根节点
    private Node root;

    public Node getRoot() {
        return root;
    }

    public void setRoot(Node root) {
        this.root = root;
    }

    public BinarySortTree() {
    }

    /**
     * 删除右子树中最小的节点，并返回这个节点值
     * @param node:传入的一个节点
     * @return ：返回的是以当前传入节点为根节点的二叉树，其中最小节点的值
     */
    public int delRightTreeMin(Node node){
        //创建一个中转变量
        Node temp = node;
        while (temp.left != null){//只要左子节点不为空，则依次获取左子节点，直到最后一个左子节点
            temp = node.left;
        }
        //删除这个最小值节点
        delNode(temp.value);
        return temp.value;
    }

    //删除节点方法
    public void delNode(int value){
        if (root == null) {
            //若根节点为空，则直接结束方法
            return;
        }
        //找到需要删除的节点
       Node targetNode = search(value);
        //判断是否找到需要删除的节点
        if (targetNode == null) {
            //没有找到需要删除的节点，直接结束方法
            return;
        }
        //若找到删除节点，但是二叉树只有一个根节点
        if (root.left == null && root.right == null) {
            //直接删除根节点，结束方法
            root = null;
            return;
        }
        //找到待删除点的父节点
        Node parent = searchParent(value);

        //1.若删除的是叶子节点，则直接删除，parent.left = null ; parent.right = null;
        if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
            if (parent.left != null && parent.left.value == value) {
                //若该删除节点是父节点的左子节点
                parent.left = null;
            }else if (parent.right != null && parent.right.value == value) {
                //若该删除节点是父节点的右子节点
                parent.right = null;
            }
        }else if (targetNode.left != null && targetNode.right != null) {//3.若删除节点是有两个子树的节点
            //方式一：
            //获取删除节点的右子树的最小节点值，并删除该最小值节点
            int min = delRightTreeMin(targetNode.right);
            //将该最小值赋给删除节点
            targetNode.value = min;

            //方式二：获取删除节点的左子树的最大节点值，并删除该最小值节点
            //将该最大值赋给删除节点
        }else {//2. 若删除节点是只有一颗子树的节点则需要分情况讨论,
            if (targetNode.left != null) {// 如果要删除的这个节点有左子节点
                if (parent != null) {
                    if (parent.left.value == value) {//若删除节点为父节点的左子节点
                        parent.left = targetNode.left;
                    } else {//若删除节点为父节点的右子节点
                        parent.right = targetNode.left;
                    }
                } else {//当删除到最后只剩下一个根节点与叶子节点的时候，若删除根节点，此时parent为空
                    root = targetNode.left;
                }
            }else {// 如果要删除的这个节点有右子节点
                if (parent != null) {
                    if (parent.right.value == value) {
                        parent.right = targetNode.right;
                    }else {
                        parent.left = targetNode.right;
                    }
                }else {//当删除到最后只剩下一个根节点与叶子节点的时候，若删除根节点，此时parent为空
                    root = targetNode.right;
                }

            }
        }
    }

    //查找删除节点的父节点，value：表示希望删除节点的值
    public Node searchParent(int value){
        if (root == null) {
            //根节点为空，直接结束
            return null;
        }
        if (root.value == value) {
            //根节点没有父节点
            return null;
        }
        return root.searchParent(value);
    }

    //查找要删除的节点方法
    public Node search(int value){
        if (root == null) {
            System.out.println("二叉树为空，没有可以删除的节点！");
            return null;
        }
        return root.search(value);
    }


    //创建顺序二叉树的添加节点方法
    public void add(Node node){
        if (root == null) {
            root = node;
        }else {
            root.add(node);
        }
    }

    //创建中序遍历输出方法
    public void infixOrder(){
        if (root == null) {
            System.out.println("节点为空，不能遍历输出！");
            return;
        }
        root.infixOrder();
    }
}

//创建二叉排序树的添加节点元素
class Node{
    int value;//权值
    Node left;//指向左节点
    Node right;//指向右节点

    public Node(int value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node{" +
                "value=" + value +
                '}';
    }

    //查找删除节点的父节点，value：表示希望删除节点的值
    public Node searchParent(int value){
        if (this.left != null && this.left.value == value) {
            //若当前节点存在左子节点，且左子节点的值与要删除值相等
            return this;
        }else if (this.right != null && this.right.value == value) {
            //若当前节点存在右子节点，且右子节点的值与要删除值相等
            return this;
        }else {
            if (this.left != null && value < this.value) {
                //递归向左查询
                return this.left.searchParent(value);
            }else if (this.right != null && value >= this.value) {
                //递归向右查询
                return this.right.searchParent(value);
            }else {
                // 真的找不到了 没有父节点，例如根节点
                return null;
            }
        }
    }

    //查找要删除节点的方法
    public Node search(int value){
        if (value == this.value) {
            //查找值等于当前节点的值，直接返回
            return this;
        }else if (value > this.value) {
            //查找值大于当前节点值,则向向当前节点的右子节点递归查找
            if (this.right != null) {//保证当前节点存在右子节点
                return this.right.search(value);
            }else {
                //若不存在，则返回null
                return null;
            }
        }else {
            //查找值小于当前节点值,则向向当前节点的左子节点递归查找
            if (this.left != null) {//保证当前节点存在左子节点
                return this.left.search(value);
            }else {
                //若不存在，则返回null
                return null;
            }
        }
    }

    //创建添加节点的方法,会自动排序的添加节点
    public void add(Node node){
        if (node == null) {
            //若节点为空，直接结束，不用添加元素节点
            System.out.println("节点为空，添加节点失败！");
            return;
        }
        if (this.value > node.value) {
            //若添加节点的权值小于当前节点的权值,则应该将节点添加到当前节点的左子节点
            if (this.left == null) {
                //若当前节点的左子节点为空，则直接添加
                this.left = node;
            }else {
                //若当前节点的左子节点不为空，则向左递归
                this.left.add(node);
            }
        }else {// 如果value相等 也走右边节点,当然走左子节点也是可以的
            //若添加节点的权值大于等于当前节点的权值,则应该将节点添加到当前节点的右子节点
            if (this.right == null) {
                //若当前节点的右子节点为空，则直接添加
                this.right = node;
            }else {
                //若当前节点的右子节点不为空，则向右递归
                this.right.add(node);
            }
        }
    }

    //创建中序遍历输出算法
    public void infixOrder(){

        //向左递归
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        //输出当前节点
        System.out.println(this);
        //向右递归
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }

}